על מנת שאוכל להצדיק את כותרתה של סידרת מאמרי, כמה מילים על מכאניקת הקוונטים או תורת הקוונטים.

אני משער שרוב הקוראים שמעו בצורה כזו או אחרת על תורת הקוונטים ועל הפרשנויות השונות שהיא מציעה לגבי מהות המציאות. רוב הפיסיקאים עצמם אינם טרודים בהענקת משמעות "הגיונית" לתוצאות התורה. הם עוסקים בשאלה, מה יכולה התורה לנבא ואלו מערכות היא מתארת באופן שעולה בקנה אחד עם התיאוריה. כאן המקום לציין שתורת הקוונטים עמדה במבחן הניסוי בצורה מעוררת התפעלות מהעשור השני של המאה העשרים ועד הלום ואין בכך לטעון שתקפותה של תורה זו היא נצחית. הדיון בתוצאות או בעקרונות עליהן מושתתת התורה היה רווי סערות אישיות כמו גם ציבוריות בשנות העשרים והשלושים של המאה הקודמת וידע גלים נוספים בשנות השישים עם פרסום מחקרו של בל שדן בפרדוקס EPR   המפורסם - אותו ניסוי מחשבתי שהעמידו אינשטיין, פודולסקי ורוזן ב-1935 על מנת לקרוא תיגר על טענתו של נילס בוהר המצויד באי- שוויון היזנברג שעסקה באי-הוודאות השורשית והבלתי ניתנת להסרה הקיימת בכל מערכת ניתנת למדידה, בין אם המדובר בחלקיק בודד שאנו מעוניינים לדעת את מיקומו ואת התנע שלו (תנע של חלקיק = מכפלת מהירותו במסתו) ובין אם במערכת מרובת חלקיקים.

אי-וודאות אינהרנטית זו קשורה לדואליות גל-חלקיק, כלומר, לעובדה שחלקיק כמו אלקטרון או פוטון מגלה לעיתים אופי חלקיקי (שמסתו מרוכזת בנקודה אחת- אופי לוקאלי) ולעיתים אופי גלי (שהאנרגיה שלו פזורה במרחב- אופי א-לוקאלי). מה מן השניים הוא האמת? האם האלקטרון בסופו של דבר הוא חלקיק או גל? התשובה שמציעה מכאניקת הקוונטים היא: תלוי כיצד אנו מודדים.

בעיית המדידה והשפעתה על תוצאת הניסוי היא אחת מהבעיות הפילוסופיות המטרידות ביותר הקשורות בתורה. בקצרה: אם צורת המדידה משפיעה על הדבר הנמדד כיצד נוכל לדעת מהו אותו דבר באמת? כלומר בלי קשר למדידה שביצענו בפועל. מכאניקת הקוונטים שעניינה בהתנהגותם של מערכות מיקרוסקופיות מעצימה את הבעיה מכיוון שאנרגית המדידה או סקאלת המדידה היא באותה דרגה כשל המערכת הנמדדת עצמה. דמיינו לעצמכם שאתם רוצים לבנות שולחן שאורכו שני מטרים וחצי ואורך רגליו מטר וחצי והסרגל היחיד שברשותכם מצויד בשנתות שהמרחק בינן הוא מטר אחד. כיצד תוכלו למדוד בדייקנות את אורכן של הרגליים? כיצד תחמקו מאי הוודאות?

ישנם רעיונות מעניינים בהקשר של מדידה ללא אינטראקציה ופרדוקס EPR , אך אולי ארחיב על כך בפעם אחרת.

אינשטיין, שתרם תרומה רבה להבנת אופיו החלקיקי של האור (הוא קיבל את פרס נובל על מאמרו שעסק באפקט הפוטואלקטרי ולא על תורת היחסות) התקשה לקבל את  עקרון אי הוודאות כמו גם השתמעויות אחרות  (א-לוקאליות) וטבע את אמרתו המפורסמת "אינני מאמין שאלוהים משחק בקובייה" שכן אינשטיין סבר שישנו מצב אמיתי בסיסי של כל מערכת בכל רגע ורגע הניתן לאבחנה ברורה אשר שונה ממצבים  אחרים. התיאור המתמטי של התורה גורס שכל מערכת ניתנת לתיאור על ידי סך כל המצבים הפוטנציאלים שעשויים להתגלות שלה (עקרון הסופרפוזיציה) התגלותה באחד מן המצבים מאופיינת על ידי הסתברות ניתנת לידיעה, אך באילו מן המצבים בדיוק היא תתגלה בניסוי כזה או אחר? לא ניתן לדעת בוודאות. לדוגמא: כאשר אנו מטילים מטבע מספר רב מאוד של פעמים אנו יודעים שבחצי מהפעמים היא תציג פלי ובמחצית עץ, אבל מה יקרה בהטלה ספציפית? נוכל רק לנחש בדיוק ממוצע של חמישים אחוז. אך האינטואיציה שלנו גורסת שאם נדע בדיוק את כיוון ההטלה, התנגדות האוויר הטמפרטורה, תנע זוויתי תכונות המשטח והחיכוך או כל פרמטר אפשרי אחר נוכל לחשב בדיוק של 100 אחוז מה תציג המטבע. אך כאשר מדובר בחלקיק כגון אלקטרון, אפילו אם נדע כל מה שניתן לדעת עדיין נוכל לדבר אך ורק במונחי הסתברות ואת זה בדיוק התקשה אינשטיין לקבל. מוחו קדח בניסיון לחזור לתיאור עולם דטרמיניסטי בו שולטת הוודאות והוא הדיר שינה מעיני ידידו הטוב ויריבו המדעי נילס בוהר באתגרי חשיבה שהעלה בניסיון לנפץ את מסקנותיה של תורת הקוונטים.

"תורות רוחניות" כאלה או אחרות הסתערו על המודל הקוונטי כעל מוצאות שלל רב. השפעת אופי המדידה של מערכות מיקרוסקופיות על מצב המערכת- הפכו ל"האדם משפיע על המציאות בעצם צורת ההסתכלות שלו (תחשוב חיובי)". אי החילוף של אופרטורים מדידים צמודים (מקום-תנע, זמן-אנרגיה) הקשור בעקרון אי הוודאות נהפכו ל- "תן לדברים לזרום ממילא אין לנו שליטה על כלום (זרום אחי)"

אין לי כמובן דבר נגד "הפקעה" זו של תיאורים מדעיים, הבעיה שמשתמשים באצטלה המדעית לפרש או להצדיק תפיסות מוסריות/קיומיות כאלה או אחרות מבלי לטרוח ולהבין את ההגבלות החמורות מאוד ואת ההקשרים של התיאור המדעי עצמו. אין לי כוונה לטעון ש"תחשוב חיובי" או "זרום אחי" אינם פסגת הפילוסופיה המעשית רק שלטעון ש-"תורת הקוונטים הוכיחה שמחשבה חיובית משנה את המציאות" היא מופרכת מכול יסוד.  

בסופו של דבר השאלות הפילוסופיות המרתקות שעלו עם פיתוחה של התורה נגעו בצורך הבסיסי ליישב את משמעויותיה עם תפיסת העולם האינטואיטיבית שלנו, הגורסת שדברים קרובים משפיעים יותר מדברים רחוקים, שדברים קיימים "באמת" ולא כעננות הסתברות, שלהתבונן במשהו אין משמעותו בהכרח לשנות אותו, שלדברים יש סיבה והם אינם מתרחשים כך סתם באופן ספונטאני. כל אלו הם אבני היסוד של ההיגיון ששימשו אותנו בהצלחה יחסית במאבק ההישרדות הגופני והמחשבתי. אך האם הגיונות אילו הם נצחיים ונכונים בכל מצב? האם הם אינם אלא כללים של שכבת מציאות מסוימת אך בבואנו לחקור את המציאות הפנימית של מחשבותינו ושל הדיאלוג המתמיד עם המציאות הם לא יותר מאשר כללים ממוצעים שאינם מקיפים את כל אפשרויות החוויה האנושית? מה מקומם של המדיטציה, המחשבה, החלום והדמיון במציאות זו?

על כך בפעם הבאה.                 

אמיל איסמלון הוא פיסיקאי
ומורה למדיטציה